Пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів

Корисна модель відноситься до випробувань зразків навантаженням, а саме до пристроїв для випробувань залізобетонних блоків, і може бути використана при виробництві блоків первинної обробки тунелів метрополітенів. Однією з основних задач випробувань навантаженням водонепроникних блоків первинної обробки тунелів є створення напружено-деформованого стану блоку максимально наближеного до реальних умов навантаження блоку під час його роботи. Такі умови можуть бути створені при випробувані блоків позацентреним стисненням. Відомі випробувальні пристрої дозволяють створювати напружено-деформований стан випробувальних блоків первинної обробки тунелів, однак кожний з них має ряд недоліків, що знижують якість випробувань. Так є відомим пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів (Розенвассер Г.Р., Дубянский И.С., «К оценке несущей способности проходных тоннелей в суглинистой грунтовой среде при траншейной прокладке», Киев, 1969, «Водоснабжение, канализация и гидротехнические сооружения». Выпуск X, с.91), що включає раму, яка виконана у вигляді вертикальних тяжів, прикріплених до силової підлоги, упорну поперечну балку, прикріплену до верхньої частини рами, домкрати, що встановлені на упорній балці і опорні елементи, один з яких виконаний у вигляді підкладки-штампу. Випробувальний блок встановлюють на опорні елементи під домкратами і здійснюють на нього вертикальне навантаження. Пристрій дозволяє проводити випробування, створюючи напружено-деформований стан блоку з утворенням послідовного нарощування ступінчастих навантажень. Загальними ознаками відомого пристрою і рішення, що заявляється, є рама, упорна поперечна балка, яка закріплена на рамі, домкрат, що змонтований на упорній поперечній балці і опорні елементи. Відомий пристрій дозволяє проводити випробування блоків первинної обробки тунелів, створюючи напружено-деформований стан блоку з послідовним нарощуванням ступінчастих навантажень, однак вертикальне навантаження на блок, яке вироблено домкратами, встановленими у верхній частині пристрою, не забезпечує позацентреного стиснення випробувального блоку, що не дозволяє наблизити умови випробувань до реальних. Як прототип вибраний пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів (Ефремов В.Р., Гарбер В.А., Смирнов Н.В. «Сборная обделка тоннеля со стеклопластиковым экраном», Москва, «Строительство», №2-3, с.26-30), що включає раму з подовжніми і упорними поперечними балками, рухому поперечну балку, встановлену на рамі з можливістю поступального переміщення уздовж подовжніх балок, опорні елементи, один з яких змонтований на рухомій поперечній балці, а інший - на одній з упорних поперечних балок, і домкрати, які встановлені на іншій упорній поперечній балці і з'єднані з рухомою балкою, при цьому опорні елементи виконані у вигляді бетонної підливки для установки випробувального блоку. Випробувальний блок первинної обробки тунелів встановлюють між опорними елементами, забезпечуючи контакт торців блоку з поверхнею опорних елементів. За допомогою домкратів, через опорний елемент, жорстко змонтований на рухомій поперечній балці, здійснюють силовий тиск на торець випробувального блоку, що дозволяє здійснити позацентрене стиснення блоку зі створенням напружено-деформованого стану блоку, після чого знімають показники випробувань з вимірювальних приладів, встановлених на пристрої. Загальними ознаками пристрою за прототипом і рішення, що заявляється, є рама з подовжніми і упорними поперечними балками, рухома поперечна балка, встановлена на рамі з можливістю поступального переміщення уздовж подовжніх балок, опорні елементи, один з яких змонтований на рухомій поперечній балці, а інший - на одній з упорних поперечних балок, і домкрати, які встановлені на іншій упорній поперечній балці і з'єднані з рухомою балкою. Пристрій за прототипом дозволяє створити напружено-деформований стан блоку шляхом позацентреного стиснення, однак жорстко встановлені опорні елементи, які виконані у вигляді бетонної підливки, залишаються статичними щодо торців випробувального блоку при їхньому кутовому переміщенні, утворюючи вигинаючий момент на торцях випробувального блоку, що не відповідає реальним умовам під час роботи блоку. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для випробувань блоків первинної обробки тунелів шляхом виконання і розташування конструктивних елементів для того, щоб забезпечити виключення вигинаючого моменту на торцях випробувального блоку зі збереженням співвісності навантаження і реакції в умовах позацентреного стиснення, що дозволяє створити напружено-деформований стан блоку, максимально наближений до реальних умов навантаження блоку під час його роботи. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для випробувань первинної обробки тунелів, що включає раму з подовжніми і упорними поперечними балками, рухому поперечну балку, встановлену з можливістю поступального переміщення уздовж подовжніх балок, опорні елементи, один з яких змонтований на рухомій поперечній балці, а інший - на одній з упорних поперечних балок, і домкрати, встановлені на іншій упорній поперечній балці і з'єднані з рухомою поперечною балкою, відповідно до корисної моделі, опорні елементи з'єднані з балками шарнірно, на подовжніх балках виконані напрямні, а рухома поперечна балка встановлена у зазначених напрямних з можливістю запобігання її вертикального переміщення. Перераховані ознаки є істотними ознаками корисної моделі і забезпечують досягнення технічного результату - виключення вигинаючого моменту на торцях випробувального блоку зі збереженням співвісності навантаження і реакції в умовах позацентреного стиснення. Доцільно опорні елементи виконати у вигляді поворотних башмаків, виконаних з можливістю захвату торців блока. Причинно-наслідковий зв'язок істотних ознак корисної моделі і технічного результату, що досягається при її використанні, виявляється в наступному. Рама дозволяє розмістити на ній конструктивні елементи. Подовжні і упорні поперечні балки дозволяють утворити жорстку конструкцію пристрою і можливість закріплення на них засобів навантаження і реакції. Опорні елементи, один з яких змонтований на рухомій поперечній балці, а інший на одній з упорних поперечних балок, дозволяють встановити на них торці випробувального блоку. Домкрати, які встановлені на іншій упорній поперечній балці і з'єднані з рухомою балкою, дозволяють здійснювати силовий тиск через рухому поперечну балку на випробувальний блок. Рухома поперечна балка, яка встановлена в напрямних з можливістю поступального переміщення і запобігання її вертикального переміщення, дозволяє направити дію сил навантаження на випробувальний блок уздовж його подовжньої осі, а опорний елемент, який змонтований на рухомій поперечній балці дозволяє передати силову дію домкратів на торець випробувального блоку, що, разом з опорним елементом, встановленим на упорній поперечній балці, дозволяє створити співвісність навантаження і реакції. З'єднання опорних елементів з балками, які виконані шарнірними, дозволяють обертати опорні елементи навколо шарнірної осі відповідно кутовому переміщенню торців випробувального блоку при його напруженодеформованому стані під час випробувань, забезпечуючи виключення вигинаючого моменту на торцях блоку в умовах позацентреного стиснення. Таким чином, рухома поперечна балка, яка встановлена в напрямних з можливістю поступального переміщення і запобігання її вертикального переміщення, та з'єднання опорних елементів, які виконані шарнірними, забезпечують виключення вигинаючого моменту на торцях випробувального блоку зі збереженням співвісності навантаження і реакції в умовах позацентреного стиснення, що дає підставу стверджувати, що істотні ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається. Нижче приводиться опис пристрою для випробувань блоків первинної обробки тунелів, що заявляється, з посиланням на креслення, на яких представлені: Фігура 1. Пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів, вигляд зверху. Фігура 2. Пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів, розріз А-А на фігурі 1. Фігура 3. Пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів, розріз Б-Б на фігурі 1. Фігура 4. Пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів, вузол 1 на фігурі 3. Фігура 5. Пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів, опорні елементи. Пристрій для випробувань блоків первинної обробки тунелів включає раму 1, з подовжніми 2, 3 і упорними поперечними 4, 5 балками, рухому поперечну балку 6, встановлену з можливістю поступального переміщення уздовж подовжніх балок 2, 3 і запобігання її вертикального переміщення в напрямних 7, виконаних на подовжніх балках 2, 3, опорний елемент 8, шарнірне змонтований, на рухомій поперечній балці 6, опорний елемент 9, шарнірне змонтований на одній з упорних поперечних балок 4, і домкрати 10, установлені на іншій упорній поперечній балці 5 з можливістю взаємодії з рухомою поперечною балкою 6. Рама 1 виконана у вигляді чотирьох стійок 11, на яких закріплені подовжні балки (верхні і нижні тяжі) 2, 3. Опорний елемент 8 і опорний елемент 9 виконані у вигляді поворотних башмаків, що встановлені на шарнірах 12 і під кожним з яких встановлена опорна підставка 13. Рухома поперечна балка 6 закріплена в напрямних 7 за допомогою притисків 14. Для зниження тертя ковзання рухомої поперечної балки б, на напрямних 7 нанесена антифрикційне змащення 15. Пристрій працює таким чином. Блок 16 первинної обробки тунелів, призначений для випробувань, який виконаний з залізобетону або іншого міцного матеріалу у вигляді арки, закріплюють між опорними елементами 8 і 9. За допомогою домкратів 10, здійснюють силовий тиск на рухому поперечну балку 6. Рухома поперечна балка 6, під дією силового тиску домкратів 10, здійснює поступальний рух у напрямку до упорної поперечної балки 4. Опорний елемент 8, який з'єднаний з рухомою поперечною балкою 6, передає силове навантаження на один з торців випробувального блоку 16, інший торець якого встановлений на опорному елементі 9, створюючи співвісність навантаження, що передається з опорного елемента 8 і реакції опорного елемента 9. Напрямні 7, які виконані на подовжніх балках, і рухома поперечна балка 6, яка встановлена в зазначених напрямних 7 з можливістю запобігання u вертикального переміщення, забезпечують збереження співвісності навантаження і реакції. Під дією силового навантаження випробувальний блок 16 приходить у напружено-деформований стан, у результаті чого його торці роблять кутове переміщення відносно рами 1. З'єднання опорних елементів з балками, які виконані шарнірними, дозволяють обертати опорні елементи навколо шарнірної осі відповідно зміні положення торців випробовуваного блоку при його деформації, забезпечуючи виключення вигинаючого моменту на торцях блоку. Таким чином, опорні елементи 8 і 9, що з'єднані з балками за допомогою шарнірів 12 і які жорстко взаємодіють з торцями випробувального блока 16, разом з рухомою поперечною балкою 6, встановленою в напрямних 7, з можливістю запобігання її вертикального переміщення, забезпечують виключення вигинаючого моменту на торцях випробувального блоку 16 зі збереженням співвісності навантаження і реакції в умовах позацентреного стиснення. Пристрій є конструктивно простим і надійним в роботі, а запобігання руйнуванню торців блоку первинної обробки тунелів під час випробувань, за рахунок виключення вигинаючого моменту на його торцях зі збереженням співвісності навантаження і реакції в умовах позацентреного стиснення дозволяє створити напружено-деформований стан блоку, максимально наближений до реальних умов навантаження блоку під час його роботи, що підвищує якість випробувань і дає рішенню, що заявляється, перевагу перед прототипом.